一种生产发动机水泵泵体的系统及其方法

1.一种生产发动机水泵泵体的系统，其特征在于：包括输送料道、第一机器人、卧式加工中心、涮洗装置、转换机构、第二机器人、立式加工中心、通过式清洗机和底板，所述底板设置于地面上，所述输送料道和卧式加工中心分别设置于底板两侧，所述第一机器人和第二机器人设置于底板中轴线上，所述第一机器人设置于输送料道和卧式加工中心之间，所述第二机器人设置于立式加工中心和通过式清洗机之间，所述转换机构设置于第一机器人和第二机器人之间，所述涮洗装置设置于第一机器人一侧；
所述卧式加工中心包括卧式夹具和转盘支架，所述卧式夹具设置在转盘支架上，所述立式加工中心包括立式夹具，所述第一机器人和第二机器人分别设置抓取装置，所述卧式夹具和立式夹具均采用一面两销定位，所述卧式夹具的定位为锥度浮动定位；所述抓取装置为手爪，所述手爪设置为双面；
基于上述系统的加工流程，具体如下：
1）将准备好的工件放入输送料道；
2）第一机器人通过抓取装置从输送料道取料口处取下工件，抓取装置为双面手爪，先用一面手爪抓取3个工件，然后再用另一面手爪抓取3件工件，然后送到卧式加工中心的卧式夹具上，卧式夹具完全压紧后抓取装置松开；
3）卧式加工中心对工件铣镗精加工，先用PCD专用刀具粗镗通孔，留0.5余量，铣后端面及45°倒角，然后再螺旋差补铣环形槽，同时差补铣前端面及45°倒角，最后用精镗刀镗通孔成，待铣镗精加工完成后第一机器人取下工件在涮洗装置中涮洗并吹干后放入转换机构；
4）转换机构调节工件进行翻面；
5）第二机器人通过抓取装置从转换机构上将翻过面的工件取下，然后送到立式加工中心的立式夹具上，立式夹具完全压紧后抓取装置松开；
6）立式加工中心对工件背面螺栓台面铣加工，待铣加工完成后，第二机器人通过带有双面手爪的抓取装置取下工件放入通过式清洗机的上料道并进行清洗；
7）通过式清洗机下料道取料，完成工件加工。
2.如权利要求1所述一种生产发动机水泵泵体的系统，其特征在于：所述输送料道设置为两条。
3.如权利要求1所述一种生产发动机水泵泵体的系统，其特征在于：所述卧式夹具设置为两套，分别设置在所述转盘支架的两面。
4.如权利要求1所述一种生产发动机水泵泵体的系统，其特征在于：所述通过式清洗机的上料道设置有光幕传感器，所述通过式清洗机的下料道设置有光电传感器。
5.如权利要求1所述一种生产发动机水泵泵体的系统，其特征在于：所述输送料道的取料口设置有光电传感器和接近式传感器。
6.如权利要求1所述一种生产发动机水泵泵体的系统，其特征在于：所述卧式夹具和立式夹具均设置有气密性检测装置。

一种生产发动机水泵泵体的系统及其方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于一种机械加工生产领域，特别是涉及一种生产发动机水泵泵体的系统及其方法。\n背景技术\n[0002] 随着汽车工业的持续发展壮大和全球汽车保有量的不断增加，随之而来的能源消耗和环境污染问题越来越受到人们的重视。为了进一步降低发动机的能耗和排放，结合发动机高新技术发展趋势，需要对发动机的冷却系统进行升级设计。\n[0003] 水泵是发动机冷却系统中控制冷却液流动的关键零部件，其性能和可靠性直接影响到冷却系统的运作。具体地，现有发动机水泵绝大多数为机械水泵，水泵的运转依靠发动机主轴传动，即发动机启动后，发动机水泵也随之启动。\n[0004] 近年来发动机水泵泵体的加工快速发展，常用的泵体加工方法有车、铣两道工序，即通过全机能数控车床进行切削精加工，再通过钻削中心对工件背面螺栓台面进行铣削加工，从而得到具有良好的机械性能，有良好的耐磨性和抗腐蚀能力，能在恶劣条件下长时间可靠工作的发动机水泵泵体。然而这种以全机能数控车床和钻削中心建立起来的发动机水泵泵体刚性生产线需要员工不断地进行操作，增加了员工的工作负担，而且这种生产线的效率较低，单独一条生产线无法在一定时间内处理大量工件的加工生产，而且会造成产品的不良和机器的损坏，这就需要建立多条生产线，从而增加了人力和物力费用。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供了一种生产发动机水泵泵体的系统及其方法，其节约生产占地面积、生产安全、生产效率高、节约人力物力、能够提高产品质量和精确度。\n[0006] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下所述：\n[0007] 一种生产发动机水泵泵体的系统，其中，包括输送料道、第一机器人、卧式加工中心、涮洗装置、转换机构、第二机器人、立式加工中心、通过式清洗机和底板，所述底板设置于地面上，所述输送料道和卧式加工中心分别设置于底板两侧，所述第一机器人和第二机器人设置于底板中轴线上，所述第一机器人设置于输送料道和卧式加工中心之间，所述第二机器人设置于立式加工中心和通过式清洗机之间，所述转换机构设置于第一机器人和第二机器人之间，所述涮洗装置设置于第一机器人一侧；\n[0008] 所述卧式加工中心包括卧式夹具和转盘支架，所述卧式夹具设置在转盘支架上，所述立式加工中心包括立式夹具，所述第一机器人和第二机器人分别设置抓取装置。\n[0009] 优选的，所述抓取装置为手爪，所述手爪设置为双面。\n[0010] 优选的，所述输送料道设置为两条。\n[0011] 优选的，所述卧式夹具设置为两套，分别设置在所述转盘支架的两面。\n[0012] 优选的，所述卧式夹具和立式夹具均采用一面两销定位。\n[0013] 优选的，所述卧式夹具的定位为锥度浮动定位。\n[0014] 优选的，所述通过式清洗机的上料道设置有光幕传感器，所述通过式清洗机的下料道设置有光电传感器。\n[0015] 优选的，所述输送料道的取料口设置有光电传感器和接近式传感器。\n[0016] 优选的，所述卧式夹具和立式夹具均设置有气密性检测装置。\n[0017] 一种生产发动机水泵泵体的方法，包括以下步骤：\n[0018] 1）将准备好的工件放入输送料道；\n[0019] 2）第一机器人通过抓取装置从输送料道取料口处取下工件，然后送到卧式加工中心的卧式夹具上，卧式夹具完全压紧后抓取装置松开；\n[0020] 3）卧式加工中心对工件铣镗精加工，待铣镗精加工完成后第一机器人取下工件在涮洗装置中涮洗并吹干后放入转换机构；\n[0021] 4）转换机构调节工件进行翻面；\n[0022] 5）第二机器人通过抓取装置从转换机构上将翻过面的工件取下，然后送到立式加工中心的立式夹具上，立式夹具完全压紧后抓取装置松开；\n[0023] 6）立式加工中心对工件背面螺栓台面铣加工，待铣加工完成后第二机器人取下工件放入通过式清洗机的上料道并进行清洗；\n[0024] 7）通过式清洗机的下料道取料，完成工件加工。\n[0025] 本发明的有益效果是：\n[0026] 1. 本发明生产发动机水泵泵体的系统及其方法可以大大降低产品产量需求变化带来的风险，提高了生产效率和生产安全性，机器人的引入增加了一次性加工工件的个数和工件加工的精准度，节省了人力和物力，提高了工件的质量，采用高效的专用设备和工艺设备，缩减了加工基本时间和辅助时间，工序高度集中，相应的生产面积和操作工人数量也大大减少，生产计划、组织也因此更加人性化和简单化。\n[0027] 2.一面两销定位，定位精度高，定位简单，刚性好，组装方便，夹紧可靠，体积小，成本低；卧式加工中心夹具采用锥度浮动定位相比于使用原来的一个圆柱销及一个菱形销定位，可以防止工件在进行装夹的过程中出现卡死的情况；高效的加工中心夹具，减少了工件装夹次数，缩短了辅助时间，卧式加工中心和立式加工中心的先进刀具增大了切削速度、进给量和切削深度，缩短了加工基本时间。\n[0028] 3.卧式加工中心和立式加工中心的夹具均增加了气密性检测功能，以确保工件定位准确，防止工件未装到位造成设备或刀具故障。\n[0029] 4. 通过式清洗机的上料道增加光幕传感器，可以确保在通过式清洗机的上料道无工件时机器人能够及时再放入工件，下料道增加光电传感器，以确保人工下料后，料道才能运行，防止工件掉落。\n[0030] 5.输送料道的取料口设置有光电传感器，无工件时报警，且设置有接近式传感器，可以防止工件未装到位。\n附图说明\n[0031] 图1是本发明生产发动机水泵泵体的系统俯视示意图；\n[0032] 图2是本发明生产发动机水泵泵体的系统三维示意图；\n[0033] 图3是本发明卧式夹具的结构示意图；\n[0034] 图4是本发明卧式夹具的侧面结构示意图；\n[0035] 图5是常用的加工发动机水泵泵体方法的刚性生产线工艺流程图；\n[0036] 图6是本发明第一机器人的结构示意图；\n[0037] 图7是本发明第二机器人的结构示意图；\n[0038] 图8是本发明泵体的结构示意图；\n[0039] 图9是图8沿A- A向的剖面示意图；\n[0040] 图10是本发明转换机构的结构示意图；\n[0041] 其中，1为输送料道、2为第一机器人、3为卧式加工中心、4为转换机构、5为第二机器人、6为立式加工中心、7为通过式清洗机、8为涮洗装置、9为底板、10为抓取装置、11为转盘支架、12为卧式夹具、13为第一光电传感器、14为接近式传感器、15为光幕传感器、16为第二光电传感器、17为A面、18为通孔、19为环形槽、20为前端面、21为螺栓台面B面、22为螺栓台C面、23为后端面。\n具体实施方式\n[0042] 下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。\n[0043] 实施例中所用设备均为市售，卧式加工中心为J3卧式加工中心，立式加工中心为F400立式加工中心，通过式清洗机为SQX-400I连续通过式清洗机，转换机构为立式转换机构。\n[0044] 实施例1\n[0045] 如图1-10所示，底板9平铺于地面上，底板9可以承接工件进行加工的过程中产生的零件碎屑、残渣或工件上的切削液，待需要清理时只需将底板9拆卸搬运即可，方便了工序过程中废物的清理和环境的优化，输送料道1和卧式加工中心3分别放置在底板9两侧，第一机器人2和第二机器人5放置在底板9中轴线位置上，第一机器人2和第二机器人5放置在一条平面线上，可以有效的节省占地面积，同时方便机器人的运作，第一机器人2放置在输送料道1和卧式加工中心3之间，第二机器人5放置在立式加工中心6和通过式清洗机7之间，这样的放置方便机器人的左右运作，可以节省工件加工的时间，同时也给机器人的左右运作旋转提供了空间，转换机构4放置在第一机器人2和第二机器人5之间，工件经过卧式加工中心3的镗铣、切削加工后由第一机器人2取下在涮洗装置8中涮洗并吹干后放置到转换机构4上，转换机构4对工件进行自动转面，从而更有利于工件的下一步加工，涮洗装置8设置在第一机器人2的一侧，工件加工的过程中会有一些碎铝屑粘附在工件表面上，第一机器人\n2将工件取下后可以在涮洗装置8中涮洗工件后再吹干，保证工件转序时表面无铝屑，避免垫伤工件，底板9下面设置接水槽和水道，从而可以更好的及时处理加工过程中机器所产生的污油，以及生产废水。\n[0046] 自动加工泵体的每条生产线只需1台卧式加工中心、1台立式加工中心、1台通过式清洗机及2台输送料道、2台机器人，这种全自动以加工中心为主的柔性生产模式进行生产加工发动机水泵泵体方法的工艺流程如下：\n[0047] 1）用堆高液压车将准备好的工件毛坯运至上料架，然后人工将工件毛坯放入两条输送料道1，输送料道1通过皮带转动将工件毛坯运送至输送料道1取料口，每条输送料道1取料口都设置有第一光电传感器13，在无工件传送时能够自动报警，从而方便工作人员察觉，而且还设置有接近式传感器14，可以防止工件未装到位，防止工件的偏移和滑落；\n[0048] 2）第一机器人2通过带有双面手爪的抓取装置10从输送料道1取料口处取下工件，先用一面手爪抓取3个工件（A面17朝上)，然后再用另一面手爪抓取3件工件送到卧式加工中心3的卧式夹具12上，卧式夹具12设置为两套，分别位于转盘支架11的两面，卧式夹具12完全压紧后松开，由于第一机器人2手爪的定位精度高且上下料方便，将卧式加工中心3镗铣工序的卧式夹具12采用一面两销定位，增加了气密性检测功能，以确保工件定位准确，防止工件未装到位造成设备或刀具故障，且用锥度浮动定位销定位，以确保机器人能够准确上下料，提高了定位精度，而且相比于使用原来的一个圆柱销及一个菱形销定位，可以防止工件在装夹的过程中出现卡死的情况，减少了工件装夹次数，缩短了辅助时间和加工基本时间；\n[0049] 3）卧式加工中心3对工件镗铣精加工，先用PCD专用刀具粗镗通孔18（留0.5余量），铣后端面23及45°倒角，然后再螺旋差补铣环形槽19，同时差补铣前端面20及45°倒角，最后用精镗刀镗通孔18成，加工完成后，第一机器人2通过带有双面手爪的抓取装置10取下工件在涮洗装置8中涮洗并吹干后放入转换机构4；\n[0050] 4）转换机构4定位面上有吹气装置，通过吹气的方式除去工件表面废屑，然后通过气缸动作实现工件翻面；\n[0051] 5）第二机器人5通过带有双面手爪抓取装置10从转换机构4上将翻过面的工件（A面17朝下)取下，然后送到立式加工中心6一面两销定位的立式夹具上，立式夹具也增加了气密性检测功能，以确保工件定位准确，防止工件未装到位造成设备或刀具故障，待完全压紧后松开；\n[0052] 6）待立式加工中心6对工件背面螺栓台面铣加工，铣三处螺栓台面B面21及两处螺栓台C面22，待铣加工完成后，第二机器人5通过带有双面手爪的抓取装置10取下工件放入通过式清洗机7上料道并进行清洗，清洗机7上料道增加了光幕传感器15，可以确保在清洗机7上料道无工件时第二机器人5能够及时再放入工件；\n[0053] 7）通过式清洗机7下料道取料，下料道增加第二光电传感器16，以确保人工下料后，料道才能运行，防止工件掉落。\n[0054] 为了突出本发明的创新点，使本领域的技术人员能够充分理解本发明，现列举本发明在试验阶段或采用现有技术的对比实施例，并对其与本发明的实施例进行效果说明。\n[0055] 对比例1\n[0056] 如图5所示常用的加工发动机水泵泵体方法的刚性生产线工艺流程，每条生产线需2台全机能数控车床、1台钻削中心、1台单工位清洗机及上、下料架各1个，具体的加工工艺流程如下：\n[0057] 1）用堆高液压车将准备好的工件毛坯运至上料架；\n[0058] 2）然后人工将工件毛坯上料至全机能数控车床，踩踏板液压夹紧并进行工件的初加工；\n[0059] 3）人工将全机能数控车床初加工的工件取下，然后人工放入钻削中心，气动夹紧对工件背面螺栓台面进行铣加工；\n[0060] 4）人工取下加工好的工件送入单工位清洗机，清洗工件，保证表面无污渍后人工下料。\n[0061] 工艺效果\n[0062] 按泵体月需求量7.8万只，每天8小时每月26天的工作强度，对本发明实施例1及对比例1中两种不同的加工发动机水泵泵体的生产工艺方法一条生产线两班制进行生产所需人员数（个）、月产能（万只）进行评价和检验，如表1所示。\n[0063] 表1 工艺效果对比\n[0064]\n[0065] 由实施例1和对比例1可以看出，本发明全自动以加工中心为主的柔性生产模式较以常规以组合机床专机为主的刚性生产模式在同样的时间完成同样的工件生产量的情况下，生产效率大大提高，产能增加，可以更好的满足企业对于工件的大规模大批量加工生产，机器人的引入大大降低了人员消耗，提高了生产效率和生产安全性，节省了人力和物力，缩减了加工基本时间和辅助时间，工序高度集中，相应的生产面积和操作工人数量也大大减少，生产计划、组织也因此更加人性化和简单化。\n[0066] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。